C语言初阶(4) -- 数组

前言：C99标准之前是不支持使用变量的，只能使用常量！

C99中增加了变长数组的概念，允许数组的大小是变量，而且要求编译器支持C99标准。

1. 一维数组的创建和初始化

2. 一维数组的使用

3. 一维数组在内存中的存储

4. 二维数组的创建和初始化

5. 二维数组的使用

6. 二维数组在内存中的存储

7. 数组越界

8. 数组作为函数参数

9. 数组的应用实例1：三子棋

10. 数组的应用实例2：扫雷游戏

1. 一维数组的创建和初始化。

1.1 数组的创建

数组是一组相同类型元素的集合。

数组的创建方式：

type_t   arr_name   [const_n];

//type_t 是指数组的元素类型

//const_n 是一个常量表达式，用来指定数组的大小

数组创建的实例：

//代码1

  int arr1[10];

//代码2

  int count = 10;

  int arr2[count];//数组时候可以正常创建？

//代码3

  char arr3[10];

  float arr4[1];

  double arr5[20];

注：数组创建，在C99标准之前， [ ] 中要给一个常量才可以，不能使用变量。在C99标准支持了变长数组的概念。

       数组名是数组首元素的地址。

strlen和sizeof的介绍

strlen 是一个库函数

计算的是字符串的长度，并且只能针对字符串。

关注的字符串是否有'\0',计算的是'\0'之前的字符个数。

sizeof是一个操作数（运算符）

sizeof是用来计算变量所占内存空间大小的，任何类型都是可以使用。

只关注空间大小，不在乎内存中是否村内在'\0'。

1.2 数组的初始化

数组的初始化是指，在创建数组的同时给数组的内容一些合理初始值（初始化）。

看代码：

int arr1[10] = { 1, 2, 3 };
int arr2[  ] =  { 1, 2, 3, 4 };
int arr3[5] =  { 1, 2, 3, 4, 5 }；
char arr4[3] = { 'a',  98,  'c' };
char arr5[  ] = { 'a', 'b', 'c' };
char arr6[  ] = "abcdef" ;

数组在创建的时候如果想不指定数组的确定的大小就得初始化。

数组的元素个数根据初始化的内容来确定。

但是对于下面的代码要区分，内存中如何分配。

char arr1[] = "abc";

char arr2[3] = {'a', 'b', 'c'};

1.3 一维数组的使用

对于数组的使用我们之前介绍了一个操作符： [ ] ，下标引用操作符。

它其实就数组访问的操作符。

我们来看代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = {0};//数组的不完全初始化
    //计算数组的元素个数
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    //对数组内容赋值,数组是使用下标来访问的，下标从0开始。所以：
    int i = 0;//做下标
    for(i=0; i<10; i++)//这里写10，好不好？
    {
         arr[i] = i;
    } 
    //输出数组的内容
    for(i=0; i<10; ++i)
    {
         printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}

总结:

        1. 数组是使用下标来访问的，下标是从0开始。

        2. 数组的大小可以通过 sizeof 计算得到。

int arr[10];

int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);

1.4 一维数组在内存中的存储

接下来我们来看看数组在内存中的存储。

#include <stdio.h>
int main()
{
     int arr[10] = {0};
     int i = 0;
     int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    
     for(i=0; i<sz; ++i)
     {
         printf("&arr[%d] = %p\n", i, &arr[i]);
     }
     return 0;
}

输出结果如下：

仔细观察输出的结果，我们知道，随着数组下标的增长，元素的地址，也在有规律的递增。

由此可以得出结论：数组在内存中是连续存放的。

2. 二维数组的创建和初始化

2.1 二维数组的创建

//数组创建

int arr[3][4];

char arr[3][5];

double arr[2][4];

2.2 二维数组的初始化

二维数组如果有初始化，行可以省略，列不能省略

//数组初始化

int arr[3][4] = {1,2,3,4};

int arr[3][4] = {{1,2},{4,5}};

int arr[][4] = {{2,3},{4,5}};//二维数组如果有初始化，行可以省略，列不能省略

2.3 二维数组的使用

二维数组的使用也是通过下标的方式。

例如：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[3][4] = { 0 };
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        int j = 0;
        for (j = 0; j < 4; j++)
        {
            arr[i][j] = i * 4 + j;
        }
    }
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        int j = 0;
        for (j = 0; j < 4; j++)
        {
            printf("%d ", arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

2.4 二维数组在内存中的存储

像一维数组一样，这里我们尝试打印二维数组的每个元素。

#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[3][4];
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < 4; j++)
		{
			printf("&arr[%d][%d] = %p\n", i, j, &arr[i][j]);
		}
	}
	return 0;
}

输出结果如下：

通过结果我们可以分析到，其实二维数组在内存中也是连续存储的。

3. 数组越界

数组的下标是有范围限制的。

数组的下规定是从0开始的，如果数组有n个元素，最后一个元素的下标就是n-1。

所以数组的下标如果小于0，或者大于n-1，就是数组越界访问了，超出了数组合法空间的访问。

C语言本身是不做数组下标的越界检查，编译器也不一定报错，但是编译器不报错，并不意味着程序就是正确的，所以程序员写代码时，最好自己做越界的检查。

#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int i = 0;
	for (i = 0; i <= 10; i++)
	{
		printf("%d\n", arr[i]);//当i等于10的时候，越界访问了
	}
	return 0;
}

二维数组的行和列也可能存在越界。

4. 数组作为函数参数

往往我们在写代码的时候，会将数组作为参数传个函数，比如：我要实现一个冒泡排序

（这里要讲算法思想）函数将一个整形数组排序。

那我们将会这样使用该函数：

4.1 冒泡排序函数的错误设计

//方法1：
#include <stdio.h>
void bubble_sort(int arr[])
{
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//这样对吗？
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < sz - i - 1; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[] = { 3,1,7,5,8,9,0,2,4,6 };
	bubble_sort(arr);//是否可以正常排序？
    int i = 0;
	for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}
//err  这样写法不对

方法1，出问题，那我们找一下问题，调试之后可以看到 bubble_sort 函数内部的 sz =4/4=1。

难道数组作为函数参数的时候，不是把整个数组的传递过去？

4.2 数组名是什么？

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = {1,2,3,4,5};
    printf("%p\n", arr);
    printf("%p\n", &arr[0]);
    printf("%d\n", *arr);
    //输出结果
    return 0;
}

结论：

          数组名是数组首元素的地址。（有两个例外）

如果数组名是首元素地址，那么：

为什么输出的结果是：40？

补充：

1. sizeof(数组名)，计算整个数组的大小，sizeof内部单独放一个数组名，数组名表示整个数

组。

2. &数组名，取出的是数组的地址。&数组名，数组名表示整个数组。

除此1,2两种情况之外，所有的数组名都表示数组首元素的地址。

4.3 冒泡排序函数的正确设计

当数组传参的时候，实际上只是把数组的首元素的地址传递过去了。

所以即使在函数参数部分写成数组的形式： int arr[] 表示的依然是一个指针： int *arr 。

那么，函数内部的 sizeof(arr) 结果是4。

如果 方法1 错了，该怎么设计？

//方法2
void bubble_sort(int arr[], int sz)//参数接收数组元素个数
{
 //代码同上面函数
}
int main()
{
    int arr[] = {3,1,7,5,8,9,0,2,4,6};
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    bubble_sort(arr, sz);//是否可以正常排序？
    for(i=0; i<sz; i++)
   {
        printf("%d ", arr[i]);
   }
    return 0;
}

5. 数据实例：

5.1 数组的应用实例1：三子棋

参考代码，请看下集。

5.2 数组的应用实例2：扫雷游戏

参考代码，请看下集。

本章完 。。。。。。。。。。